Sitzung 7: Endokrimologie und Psychoneuroimmunologie Flashcards
7.1 welche Kommunikationssysteme diene dem Informationsaustausch zwischen den einzelnen Organen des Körpers?
- Das Nervensystem (insbesondere das vegetative)
- Das endokrine System
–> Sind funktionelle eng miteinander verknüpft und regeln und koordinieren die Funktionen von Organen
7.1 Unterschied zwischen endokrinen und Nervensystem?
- Technik der Informationsweitergabe: Das Nervensystem benutzt elektrische Impulse verschlüsselt über die Nervenfasern einzelner Organe, das endokrine System benutzt chemische Stoffe, Hormone
- Geschwindigkeit der Informationsweitergabe: Die nervöse Übertragung findet im Millisekunden Bereich statt, während die hormonelle Übertragung im Minuten- bis Stundenbereich liebt
7.1 Gemeinsamkeit zwischen endokrinen und Nervensystem
- Beide haben das übergeordente Ziel, den körper an kontinuierlich wechselnde Belastungen anzupassen –> Homöostase (Gegenteil wäre Allostase) des inneren Systems herzustellen/ zu wahren oder Störungen der Homöostase hervorzusehen
7.1.1 Produktionsorte von Hormonen
- Drüsenzellen: Hormone werden in spezialisierten Körperzellen, den Drüsenzellen gebildet
- Endokrine Drüsen: Die meisten Drüsenzellen liegen in Organen zusammen, den endokrinen Drüsen (wie z.B.: die Schilddrüse, Hypophyse, …) sie heißen endokrin, da sie keinen speziellen Ausführungsgang besitzen und die Hormone unmittelbar in das sie durchströmende Blut abgeben
- Exokrine Drüsen: Drüsen mit Ausführungsgang, die sekrete Bilden und absondern, z.B.. Speichel-, Tränen- oder Pankreasdrüse
- Endokrine Zellgruppen: Drüsenzellen können auch vereinzelt oder in Gruppen in nicht hormonproduzierenden Organen liegen (z.B.: im Magen-Darm-Trakt, Hoden, Eierstöcken)
7.1.1 Speicherorte von Hormonen
- Granuläre Speicherung: in den Drüsenzellen werden die meisten Hormone in granulärer Form, in einem Vesikel (Synonym: Granula/Granulum), das durch eine Membran vom Zytoplasma getrennt ist und viele tausende Hormonmoleküle speichert –> Freisetzung erfolgt durch die Exozytose, die Membran verschmilzt mit der äußeren Zellmembran und entleert ihren Inhalt in den Extrazellulärraum
- Kolloid: ist eine gelatinöse Substanz, die außerhalb der Drüsenzellen im Zytoplasma liegt. Dort werden Steroid- und Schilddrüsenhormone gespeichert
7.2.1 Transport von Hormonen
Üblicherweise diffundieren Hormone durch die Epithelwand der nächstliegenden Blutkapillaren in das Blut (Abb. 7.1). Über den Blutstrom werden sie im gesamten Körper verteilt und können damit alle Körperzellen erreichen Aber nur an ihrem Zielort lösen sie spezifische Wirkungen aus Bildungsort und Wirkort von Hormonen sind meist weit voneinander entfernt
7.2.1 parakrine und autokrine Wirkung von Hormonen
- Parakrine Wirkung: Das Hormon diffundiert direkt durch den Extrazellulärraum (meist zu einer Nachbarzelle) und benutzt nicht die Blutbahnen
- Autokrine Wirkung: Wirkt das Hormon auf seine Erzeugerzelle zurück, handelt es sich um eine autokrine Wirkung
7.2.1 Neurohormonwirkung
- Synapsen nutzen ebenfalls chemische Wege der Übertragung –> Diese Wirkform gleicht der parakrinen Hormonwirkung, sie ist aber i.d.R. direkter und wesentlich schneller
- Von Nervenzellen produzierte Peptide und Proteine werden auch in die Blutbahn aufgenommen (Abb. 7.3) –> Diese Substanzen können daher klassischen Hormonwirkung haben –> Auch viele Neurone des ZNS produzieren Hormone
7.1.3 An welchen Stellen der Zelle kann man Hormonrezeptoren finden?
- Zellmembran
- Zytoplasma
- Zellkern
7.1.3 Hormonrezeptoren in der Zellmembran
- Hormone die nicht fettlöslich sin haben keine andere Möglichkeit, da sie ja nicht durch die Membran kommen
- Second Messager: die Nachricht des Hormons wird nach dem andocken an einem Rezeptor i.d.R. über einen second Messager in das Zellinnere weitergeleitet und die Zielreaktionen werden ausgelöst
7.1.3 Hormonrezeptoren im Zytoplasma
- Hormone müssen fettlöslich sein, um die Plasmazellmembran durchdringen zu können und an die Rezeptoren im Zytoplasma zu gelangen
- An die Zytoplasmarezeptoren binden sich hauptsächlich Hormone aus der Gruppe der Lipide
7.1.3 Hormonrezeptoren im Zellkern
- Schilddrüsenhormone: De Zellkernrezeptoren sind praktisch ausschließlich Rezeptoren der niedermolekularen Schilddrüsenhormone, die die Membran leicht durchdringen können
7.1.3 Wirkweise von Hormonen mit einem intrazellulären Rezeptor
- Intrazellulärer Rezeptor: entweder im Zellkern oder im Zytoplasma
- Hormone verändern hier die Expression (Synthese) der Zellproteine -> wirken also direkt auf die Eiweißsynthese (DANN-Synthese) ein
- Der Vorgang der Eiweißsynthese kann im Zellkern über Hormonrezeptorkomplexe an- und abgeschaltet werden
7.1.4 Welche Arten von Hormonen gibt es?
- Fettunlösliche Hormone aus Aminosäure
- Lipophile (fettlösliche) Hormone
- Hormone aus der Aminosäure Tyrosin
7.1.4 Hormone aus Aminosäure
- Die meisten Hormone sind aus Ketten von Aminosäure aufgebaut, sind also Peptide (kurze Ketten) oder Proteine (lange Ketten)
- Sie sind nicht fettlöslich –> haben ihre Rezeptoren also in der Zellmembran
- Ihre Bildung erflogt im Golgi-Apparat der endokrinen Drüsenzellen
7.1.4Lipophile (fettlösliche) Hormone:
- Können durch die Plasmamembran diffundieren
- Steroidhormone werden aus Cholesterin gebildet (wie Kortisol, Testosteron) sowie Abkömmlinge der Arachidonsäure (Prostaglandine, Leukotriene)
7.1.4 Hormone aus der Aminosäure Tyrosin
- Aus Tyrosin wird in mehreren Syntheseschritten die Katecholamine gebildet, die als Transmitter und Hormone dienen. Auch Schilddrüsenhormone haben als Ausgangspunkt ihrer Synthese Tyrosin
- Sind fettlöslich
7.1.4 Abbau der Hormone
Alle Hormone werden durch enzymatische Spaltung abgebaut entweder in Organen wie Leber und Nieren oder direkt am Wirkort (in der Zelle)
7.1.5 Hormone als Teil von Regelkreisen
. Geschlossene Regelkreise: diene im menschlichen Organismus zur Aufrechtheraltung der Homöostase
2. Dazu wird die Führungsgröße (der Sollwert) mit der tatsächlichen Messgröße (der Istwert) abgeglichen und jede Abweichung (alle Abweichungen verursachenden Größen sind Störgrößen) wird über ein Stellglied korrigiert
7.1.5Unterschied zwischen Regelung und Steuerung
- Negative Rückkoppelung: Regelung kompensiert die Störgröße automatisch über eine negative Rückkoppelung (= ein Vorgang, der den Einfluss der Störgröße kompensiert) es handelt sich um einen geschlossenen Regelkreis
- Steuerung: der Steuerung fehlt die automatische Rückkoppelung sie kann zwar im Voraus bekannte Störungen kompensieren, jedoch nicht wechselnde und unvorhersehbare Störungen
7.1.5 Dimensionierung der Regelkreises & Verstellung durch Lernen
- Verstärkung des Regler: ist die „Heftigkeit“ mit der der Regler auf eine Änderung der Regelgröße reagiert
- Kleine Verstärkung: macht den Regelkreis träge
- Große Verstärkung: neigt zum Schwingen um den Sollwert
- Sollwerte können durch Lernen verstellt werden Regelkreise können erheblich aus dem homöostatischen Gleichgewicht oder wieder ins Gleichgewicht gebracht werden
7.2.1 Produktion, Struktur und Wirkung der Prankreashormone
Endokrine Drüsenzellen des Pankreas (Bauchspeicheldrüse):
Drüsen in den Langhans-Inseln:
1. B-Zellen: machen etwas 60% aus und produzieren Insulin
2. A-Zellen: machen 25% aus und produzieren Glukagon
3. D-Zellen: machen 15% aus und produzieren Somatostatin
Alle drei Hormone sind Polypeptide (Also Ketten von Aminosäuren)
7.2.1 Produktion, Struktur und Wirkung der Prankreashormone: Freisetzung und Wirkungen des Insulins
Bei Anstieg des Blutglukosespiegels über seinen Sollwert (80 -100 mg/dl) wird aus den B-Zellen der Langhans-Inseln so lange Insulin freigesetzt, bis der Sollwert durch Insulin.-induzierte Speicherung der Glukose als Glykogen (v.a. in der Leber) wieder erreicht ist
7.2.1 Produktion, Struktur und Wirkung der Prankreashormone: Freisetzung und Wirkungen von Glukagon
Bei Abfall des Blutzuckerspiegels unter seinen Sollwert (Hypoglykämie) wird aus den A-Zellen der Langhans-inseln solange Glukagon freigesetzt, bis der Sollwert durch Glukagon-induzierte Umwandlung von Glykogen (v.a. aus der Leber) in Glukose wieder erreicht ist . Glukagon ist also der direkte Gegenspieler von Insulin und nur im Zusammenspiel der beiden kann ein konstanter Blutzuckerspiegel aufrechtgehalten werden
7.2.1 Produktion, Struktur und Wirkung der Prankreashormone: Wirkung des Somatostatin
- Wirkt unmittelbar hemmend parakrin auf die A- und B-Zellen ein welche Funktion das hat, ist jedoch noch offen
- Extrapankreatisch hemmt Somatostatin die Kontraktionen des Magen-Dram-Trakts und der Gallenblase und die Freisetzung des Verdauungssäfte
7.2.1 Produktion, Struktur und Wirkung der Prankreashormone: Zelluläre Mechanismen der Hormonfreisetzung aus den Inselzellen
Vermehrte Glukoseaufnahme in die B-Zellen erhöht die zelluläre ATP-Konzentration. Dies verschließt einen ATP-sensitiven K+-Kanal und die resultierende Depolarisation öffnet einen Ca++-Kanal. Was zur exozytotischen Freisetzung von Insulin führt
7.3.1 Hormone des Hypothalamus
- Aufgabe des Hypothalamus: ist das wichtigste zentralnervöse Zentrum für die Steuerung aller vegetativen Funktionen und für deren Koordination mit den übrigen Aktivitäten des Organismus dies macht der Mithilfe von 7 Neurohormonen
- Im Hypothalamus werden 7 Neurohormone gebildet 5 als Releasing-Hormone (Liberine) und 2 als Inhibitions-Hormone (Statine) auf den Hypothysenvorderlappen (HVL) (ihre Zielzellen) wirken
- Kapillarnetz: um die Hormone zu den Zielzellen im HVL zu transportieren, gibt es eine spezielle Gefäßstruktur:
a) Erstes Kapillarnetz: nimmt die Neurohormone aus den axonalen Terminalen der Drüsennervenzellen auf und
b) ein dahinter geschaltetes zweite Kapillarnetz: im HVL bringt die Neurohormone auf den schnellsten Weg an ihre hypophysären Zielzellen
7.3.1 Neurohormone des Hypophsenhinterlappens (HHL)
Das Antidiuretische Hormon (ADH) und Oxytozin werden im Soma hypothamalischer Neuronen produziert und in deren präsynaptischen Endigungen im HHL (Neurohypophyse) gespeichert. Ihre synaptische Freisetzung erfolgt unmittelbar ins Blut
7.3.1Hormone des Hypophysenvorderlappens (HVL):
Der HVL (Adenohypophyse) produziert und speichert Hormone:
a) Vier Streuhormone (auch glandotrope Hormone): Sie haben als Zielort jeweils eine Drüse
b) Zwei Effektorhormone: wirken nicht auf Drüsen, sondern auf Organsysteme bzw. den gesamten Organismus
7.3.2 Antidiuretisches Hormon, ADH (Vasopressin):
- Peptid aus 9 Aminosäuren
- Funktion:
a) Hemmt Wasserausscheidungen in der Niere wirkt in physiologischen Konzentrationen antidiuretisch
b) Blutdrucksteigernde Wirkung jedoch nur in pathophysiologisch hohen Konzentrationen
Oxytozin: - Wirkt gegen Ende der Schwangerschaft wehen-steigernd und löst nach der Geburt den Milchinjektionsreflex aus
- Bei Mann und Frau ist Oxytozin eng mit der Steuerung sexueller Annäherung und Bindung verwoben
7.3.3 Die HVL-Effektorhormone: Prolaktin
Fördert die Produktion von Muttermilch. Seine Ausschüttung aus dem HVL wird nur von einem hemmenden hypothalamischen Hormon, dem PIH, kontrolliert, Bei diesem handelt es sich chemisch um Dopamin
7.3.3 Die HVL-Effektorhormone: Somatotropin
Das Wachstumshormon wird für die normale körperliche Entwicklung benötigt. Seine pulsartige Ausschüttung pro Tag und im Tiefschlaf wird von hypothalamischen Hormonen geregelt, dem Somatoliberin und dem Somatostatin bei Schädigungen der Hypophyse oder mangelndem Tiefschlaf im Kindesalter kann es zur verminderter Ausschüttung von Somatotropin kommen, was zu Wachstumsverzögerung und Minderwuchs führt
7.3.4Synthese, Speicherung und Freisetzung der Schilddrüsenhormone
Die Schilddrüsenfollikel sind Hormonspeicher. Die biologisch wirksame Form der Schilddrüsenhormone sind die T3-Moleküle, die größtenteils extratyreoidal aus T4-Molekülen gebildet werden
7.3.4Regulation der Schilddrüsenhormonproduktion
Hypothalamisches Thyreoidea-Releasing Hormon (TRH) setzt aus dem HVL das Thyreoidea-stimulierende Hormon (TSH) frei, dass aus den Follikeln T3 und T4 freisetzt. Deren Konzentrationsansteig im Blut wirkt wiederum hemmend sowohl auf die TRH- wie auf die TSH-Freisetzung
7.3.4Wirkung von T3 und T4
Das T3/ T4 steigert den Energieumsatz in allen Zellen des Körpers (kalorische Wirkung). Geistige Entwicklung und körperliche Reifung sind embryonal und postnatal auf ein normal funktionierendes Schilddrüsensystem angewiesen
7.3.4 Störung der Funktion der Schilddrüse
Unter- und Überfunktion der Schilddrüse gehören zu den häufigsten endokrinen Krankheitsbildern. Beim Erwachsenen sind die Folgen von Fehlfunktionen durch Therapie voll reversibel, bei Säugling kann es bei Unterfunktion zu irreversiblen Hirnschäden kommen
7.3.5Synthese, Speicherung und Freisetzung der Nebennierenrindenhormone (NNR):
Die NNR-Hormone sind aus dem Cholesterin in den Zellen der ver. Schichten (insgesamt 3) der NNR synthetisierte Steroide, die im Zytoplasma (nicht in Vesikeln) gespeichert und aus diesem freigesetzt werden. Dies gibt für Mineralokortikoide, Glukokortikoide und Androgene
7.3.5Regulation der Glukokortikoidproduktion
Hypothalamisches Relesing-Hormon Kortikoliberin (CRH) setzt aus dem HVL das adrenokortikotrope Hormon (ACTH) frei, das aus der NNR Glukokortikoide, besonders Kortisol freisetzt, Dies wirkt wiederum rückkoppelnd hemmend sowohl auf die CRH- wie auf die ACTH-Freisetzung. Zusätzlich unterliegt die Sekretion von Kortisol auch tageszeitlichen Schwankungen
7.3.5Metabolische Wirkungen der Glukokortikoide, v.a. des Kortisols
Die Glukokortikoide dienen in erster Linie der Mobilisierung von Glukose bei erhöhtem Energiebedarf. Sie fördern dazu die Glukoneogenese und haben eine eiweßkatabole und lipolytische Wirkung
7.3.5Immunologische Wirkung der Glukokortikoide, v.a. des Kortisols
- In hohen Dosen führen Glukokortikoide zu einer Schwächung der Infektabwehr, was zur immunsuppressiven Therapie genutzt.
- Entzündungshemmend und antiallergisch: wirken sie darüber hinaus
7.3.5Wirkung von Glukokortikoide auf Nervensystem und Sinnesorgane
Vielfache Wirkung auf das ZNS und die Sinnesorgane. Hohe therapeutische Dosen begünstigen die Krampfbereitschaft bei Epileptikern und führen oft zu Schlafstörungen und Depressionen
7.3.5 CRH, ACTH, Kortisol und Stress:
Stress verstellt den Glukokortikoid-Regelkreis auf höhere CRH- und ACTH und Glukokorikoidproduktion und -freisetzung